Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/davem/sparc-2.6
[linux-2.6.git] / fs / fs-writeback.c
1 /*
2  * fs/fs-writeback.c
3  *
4  * Copyright (C) 2002, Linus Torvalds.
5  *
6  * Contains all the functions related to writing back and waiting
7  * upon dirty inodes against superblocks, and writing back dirty
8  * pages against inodes.  ie: data writeback.  Writeout of the
9  * inode itself is not handled here.
10  *
11  * 10Apr2002    Andrew Morton
12  *              Split out of fs/inode.c
13  *              Additions for address_space-based writeback
14  */
15
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/spinlock.h>
19 #include <linux/sched.h>
20 #include <linux/fs.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/kthread.h>
23 #include <linux/freezer.h>
24 #include <linux/writeback.h>
25 #include <linux/blkdev.h>
26 #include <linux/backing-dev.h>
27 #include <linux/buffer_head.h>
28 #include "internal.h"
29
30 #define inode_to_bdi(inode)     ((inode)->i_mapping->backing_dev_info)
31
32 /*
33  * We don't actually have pdflush, but this one is exported though /proc...
34  */
35 int nr_pdflush_threads;
36
37 /*
38  * Passed into wb_writeback(), essentially a subset of writeback_control
39  */
40 struct wb_writeback_args {
41         long nr_pages;
42         struct super_block *sb;
43         enum writeback_sync_modes sync_mode;
44         int for_kupdate:1;
45         int range_cyclic:1;
46         int for_background:1;
47 };
48
49 /*
50  * Work items for the bdi_writeback threads
51  */
52 struct bdi_work {
53         struct list_head list;          /* pending work list */
54         struct rcu_head rcu_head;       /* for RCU free/clear of work */
55
56         unsigned long seen;             /* threads that have seen this work */
57         atomic_t pending;               /* number of threads still to do work */
58
59         struct wb_writeback_args args;  /* writeback arguments */
60
61         unsigned long state;            /* flag bits, see WS_* */
62 };
63
64 enum {
65         WS_USED_B = 0,
66         WS_ONSTACK_B,
67 };
68
69 #define WS_USED (1 << WS_USED_B)
70 #define WS_ONSTACK (1 << WS_ONSTACK_B)
71
72 static inline bool bdi_work_on_stack(struct bdi_work *work)
73 {
74         return test_bit(WS_ONSTACK_B, &work->state);
75 }
76
77 static inline void bdi_work_init(struct bdi_work *work,
78                                  struct wb_writeback_args *args)
79 {
80         INIT_RCU_HEAD(&work->rcu_head);
81         work->args = *args;
82         work->state = WS_USED;
83 }
84
85 /**
86  * writeback_in_progress - determine whether there is writeback in progress
87  * @bdi: the device's backing_dev_info structure.
88  *
89  * Determine whether there is writeback waiting to be handled against a
90  * backing device.
91  */
92 int writeback_in_progress(struct backing_dev_info *bdi)
93 {
94         return !list_empty(&bdi->work_list);
95 }
96
97 static void bdi_work_clear(struct bdi_work *work)
98 {
99         clear_bit(WS_USED_B, &work->state);
100         smp_mb__after_clear_bit();
101         /*
102          * work can have disappeared at this point. bit waitq functions
103          * should be able to tolerate this, provided bdi_sched_wait does
104          * not dereference it's pointer argument.
105         */
106         wake_up_bit(&work->state, WS_USED_B);
107 }
108
109 static void bdi_work_free(struct rcu_head *head)
110 {
111         struct bdi_work *work = container_of(head, struct bdi_work, rcu_head);
112
113         if (!bdi_work_on_stack(work))
114                 kfree(work);
115         else
116                 bdi_work_clear(work);
117 }
118
119 static void wb_work_complete(struct bdi_work *work)
120 {
121         const enum writeback_sync_modes sync_mode = work->args.sync_mode;
122         int onstack = bdi_work_on_stack(work);
123
124         /*
125          * For allocated work, we can clear the done/seen bit right here.
126          * For on-stack work, we need to postpone both the clear and free
127          * to after the RCU grace period, since the stack could be invalidated
128          * as soon as bdi_work_clear() has done the wakeup.
129          */
130         if (!onstack)
131                 bdi_work_clear(work);
132         if (sync_mode == WB_SYNC_NONE || onstack)
133                 call_rcu(&work->rcu_head, bdi_work_free);
134 }
135
136 static void wb_clear_pending(struct bdi_writeback *wb, struct bdi_work *work)
137 {
138         /*
139          * The caller has retrieved the work arguments from this work,
140          * drop our reference. If this is the last ref, delete and free it
141          */
142         if (atomic_dec_and_test(&work->pending)) {
143                 struct backing_dev_info *bdi = wb->bdi;
144
145                 spin_lock(&bdi->wb_lock);
146                 list_del_rcu(&work->list);
147                 spin_unlock(&bdi->wb_lock);
148
149                 wb_work_complete(work);
150         }
151 }
152
153 static void bdi_queue_work(struct backing_dev_info *bdi, struct bdi_work *work)
154 {
155         work->seen = bdi->wb_mask;
156         BUG_ON(!work->seen);
157         atomic_set(&work->pending, bdi->wb_cnt);
158         BUG_ON(!bdi->wb_cnt);
159
160         /*
161          * list_add_tail_rcu() contains the necessary barriers to
162          * make sure the above stores are seen before the item is
163          * noticed on the list
164          */
165         spin_lock(&bdi->wb_lock);
166         list_add_tail_rcu(&work->list, &bdi->work_list);
167         spin_unlock(&bdi->wb_lock);
168
169         /*
170          * If the default thread isn't there, make sure we add it. When
171          * it gets created and wakes up, we'll run this work.
172          */
173         if (unlikely(list_empty_careful(&bdi->wb_list)))
174                 wake_up_process(default_backing_dev_info.wb.task);
175         else {
176                 struct bdi_writeback *wb = &bdi->wb;
177
178                 if (wb->task)
179                         wake_up_process(wb->task);
180         }
181 }
182
183 /*
184  * Used for on-stack allocated work items. The caller needs to wait until
185  * the wb threads have acked the work before it's safe to continue.
186  */
187 static void bdi_wait_on_work_clear(struct bdi_work *work)
188 {
189         wait_on_bit(&work->state, WS_USED_B, bdi_sched_wait,
190                     TASK_UNINTERRUPTIBLE);
191 }
192
193 static void bdi_alloc_queue_work(struct backing_dev_info *bdi,
194                                  struct wb_writeback_args *args)
195 {
196         struct bdi_work *work;
197
198         /*
199          * This is WB_SYNC_NONE writeback, so if allocation fails just
200          * wakeup the thread for old dirty data writeback
201          */
202         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_ATOMIC);
203         if (work) {
204                 bdi_work_init(work, args);
205                 bdi_queue_work(bdi, work);
206         } else {
207                 struct bdi_writeback *wb = &bdi->wb;
208
209                 if (wb->task)
210                         wake_up_process(wb->task);
211         }
212 }
213
214 /**
215  * bdi_sync_writeback - start and wait for writeback
216  * @bdi: the backing device to write from
217  * @sb: write inodes from this super_block
218  *
219  * Description:
220  *   This does WB_SYNC_ALL data integrity writeback and waits for the
221  *   IO to complete. Callers must hold the sb s_umount semaphore for
222  *   reading, to avoid having the super disappear before we are done.
223  */
224 static void bdi_sync_writeback(struct backing_dev_info *bdi,
225                                struct super_block *sb)
226 {
227         struct wb_writeback_args args = {
228                 .sb             = sb,
229                 .sync_mode      = WB_SYNC_ALL,
230                 .nr_pages       = LONG_MAX,
231                 .range_cyclic   = 0,
232         };
233         struct bdi_work work;
234
235         bdi_work_init(&work, &args);
236         work.state |= WS_ONSTACK;
237
238         bdi_queue_work(bdi, &work);
239         bdi_wait_on_work_clear(&work);
240 }
241
242 /**
243  * bdi_start_writeback - start writeback
244  * @bdi: the backing device to write from
245  * @sb: write inodes from this super_block
246  * @nr_pages: the number of pages to write
247  *
248  * Description:
249  *   This does WB_SYNC_NONE opportunistic writeback. The IO is only
250  *   started when this function returns, we make no guarentees on
251  *   completion. Caller need not hold sb s_umount semaphore.
252  *
253  */
254 void bdi_start_writeback(struct backing_dev_info *bdi, struct super_block *sb,
255                          long nr_pages)
256 {
257         struct wb_writeback_args args = {
258                 .sb             = sb,
259                 .sync_mode      = WB_SYNC_NONE,
260                 .nr_pages       = nr_pages,
261                 .range_cyclic   = 1,
262         };
263
264         /*
265          * We treat @nr_pages=0 as the special case to do background writeback,
266          * ie. to sync pages until the background dirty threshold is reached.
267          */
268         if (!nr_pages) {
269                 args.nr_pages = LONG_MAX;
270                 args.for_background = 1;
271         }
272
273         bdi_alloc_queue_work(bdi, &args);
274 }
275
276 /*
277  * Redirty an inode: set its when-it-was dirtied timestamp and move it to the
278  * furthest end of its superblock's dirty-inode list.
279  *
280  * Before stamping the inode's ->dirtied_when, we check to see whether it is
281  * already the most-recently-dirtied inode on the b_dirty list.  If that is
282  * the case then the inode must have been redirtied while it was being written
283  * out and we don't reset its dirtied_when.
284  */
285 static void redirty_tail(struct inode *inode)
286 {
287         struct bdi_writeback *wb = &inode_to_bdi(inode)->wb;
288
289         if (!list_empty(&wb->b_dirty)) {
290                 struct inode *tail;
291
292                 tail = list_entry(wb->b_dirty.next, struct inode, i_list);
293                 if (time_before(inode->dirtied_when, tail->dirtied_when))
294                         inode->dirtied_when = jiffies;
295         }
296         list_move(&inode->i_list, &wb->b_dirty);
297 }
298
299 /*
300  * requeue inode for re-scanning after bdi->b_io list is exhausted.
301  */
302 static void requeue_io(struct inode *inode)
303 {
304         struct bdi_writeback *wb = &inode_to_bdi(inode)->wb;
305
306         list_move(&inode->i_list, &wb->b_more_io);
307 }
308
309 static void inode_sync_complete(struct inode *inode)
310 {
311         /*
312          * Prevent speculative execution through spin_unlock(&inode_lock);
313          */
314         smp_mb();
315         wake_up_bit(&inode->i_state, __I_SYNC);
316 }
317
318 static bool inode_dirtied_after(struct inode *inode, unsigned long t)
319 {
320         bool ret = time_after(inode->dirtied_when, t);
321 #ifndef CONFIG_64BIT
322         /*
323          * For inodes being constantly redirtied, dirtied_when can get stuck.
324          * It _appears_ to be in the future, but is actually in distant past.
325          * This test is necessary to prevent such wrapped-around relative times
326          * from permanently stopping the whole bdi writeback.
327          */
328         ret = ret && time_before_eq(inode->dirtied_when, jiffies);
329 #endif
330         return ret;
331 }
332
333 /*
334  * Move expired dirty inodes from @delaying_queue to @dispatch_queue.
335  */
336 static void move_expired_inodes(struct list_head *delaying_queue,
337                                struct list_head *dispatch_queue,
338                                 unsigned long *older_than_this)
339 {
340         LIST_HEAD(tmp);
341         struct list_head *pos, *node;
342         struct super_block *sb = NULL;
343         struct inode *inode;
344         int do_sb_sort = 0;
345
346         while (!list_empty(delaying_queue)) {
347                 inode = list_entry(delaying_queue->prev, struct inode, i_list);
348                 if (older_than_this &&
349                     inode_dirtied_after(inode, *older_than_this))
350                         break;
351                 if (sb && sb != inode->i_sb)
352                         do_sb_sort = 1;
353                 sb = inode->i_sb;
354                 list_move(&inode->i_list, &tmp);
355         }
356
357         /* just one sb in list, splice to dispatch_queue and we're done */
358         if (!do_sb_sort) {
359                 list_splice(&tmp, dispatch_queue);
360                 return;
361         }
362
363         /* Move inodes from one superblock together */
364         while (!list_empty(&tmp)) {
365                 inode = list_entry(tmp.prev, struct inode, i_list);
366                 sb = inode->i_sb;
367                 list_for_each_prev_safe(pos, node, &tmp) {
368                         inode = list_entry(pos, struct inode, i_list);
369                         if (inode->i_sb == sb)
370                                 list_move(&inode->i_list, dispatch_queue);
371                 }
372         }
373 }
374
375 /*
376  * Queue all expired dirty inodes for io, eldest first.
377  */
378 static void queue_io(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *older_than_this)
379 {
380         list_splice_init(&wb->b_more_io, wb->b_io.prev);
381         move_expired_inodes(&wb->b_dirty, &wb->b_io, older_than_this);
382 }
383
384 static int write_inode(struct inode *inode, struct writeback_control *wbc)
385 {
386         if (inode->i_sb->s_op->write_inode && !is_bad_inode(inode))
387                 return inode->i_sb->s_op->write_inode(inode, wbc);
388         return 0;
389 }
390
391 /*
392  * Wait for writeback on an inode to complete.
393  */
394 static void inode_wait_for_writeback(struct inode *inode)
395 {
396         DEFINE_WAIT_BIT(wq, &inode->i_state, __I_SYNC);
397         wait_queue_head_t *wqh;
398
399         wqh = bit_waitqueue(&inode->i_state, __I_SYNC);
400         do {
401                 spin_unlock(&inode_lock);
402                 __wait_on_bit(wqh, &wq, inode_wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
403                 spin_lock(&inode_lock);
404         } while (inode->i_state & I_SYNC);
405 }
406
407 /*
408  * Write out an inode's dirty pages.  Called under inode_lock.  Either the
409  * caller has ref on the inode (either via __iget or via syscall against an fd)
410  * or the inode has I_WILL_FREE set (via generic_forget_inode)
411  *
412  * If `wait' is set, wait on the writeout.
413  *
414  * The whole writeout design is quite complex and fragile.  We want to avoid
415  * starvation of particular inodes when others are being redirtied, prevent
416  * livelocks, etc.
417  *
418  * Called under inode_lock.
419  */
420 static int
421 writeback_single_inode(struct inode *inode, struct writeback_control *wbc)
422 {
423         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
424         unsigned dirty;
425         int ret;
426
427         if (!atomic_read(&inode->i_count))
428                 WARN_ON(!(inode->i_state & (I_WILL_FREE|I_FREEING)));
429         else
430                 WARN_ON(inode->i_state & I_WILL_FREE);
431
432         if (inode->i_state & I_SYNC) {
433                 /*
434                  * If this inode is locked for writeback and we are not doing
435                  * writeback-for-data-integrity, move it to b_more_io so that
436                  * writeback can proceed with the other inodes on s_io.
437                  *
438                  * We'll have another go at writing back this inode when we
439                  * completed a full scan of b_io.
440                  */
441                 if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_ALL) {
442                         requeue_io(inode);
443                         return 0;
444                 }
445
446                 /*
447                  * It's a data-integrity sync.  We must wait.
448                  */
449                 inode_wait_for_writeback(inode);
450         }
451
452         BUG_ON(inode->i_state & I_SYNC);
453
454         /* Set I_SYNC, reset I_DIRTY */
455         dirty = inode->i_state & I_DIRTY;
456         inode->i_state |= I_SYNC;
457         inode->i_state &= ~I_DIRTY;
458
459         spin_unlock(&inode_lock);
460
461         ret = do_writepages(mapping, wbc);
462
463         /*
464          * Make sure to wait on the data before writing out the metadata.
465          * This is important for filesystems that modify metadata on data
466          * I/O completion.
467          */
468         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) {
469                 int err = filemap_fdatawait(mapping);
470                 if (ret == 0)
471                         ret = err;
472         }
473
474         /* Don't write the inode if only I_DIRTY_PAGES was set */
475         if (dirty & (I_DIRTY_SYNC | I_DIRTY_DATASYNC)) {
476                 int err = write_inode(inode, wbc);
477                 if (ret == 0)
478                         ret = err;
479         }
480
481         spin_lock(&inode_lock);
482         inode->i_state &= ~I_SYNC;
483         if (!(inode->i_state & (I_FREEING | I_CLEAR))) {
484                 if ((inode->i_state & I_DIRTY_PAGES) && wbc->for_kupdate) {
485                         /*
486                          * More pages get dirtied by a fast dirtier.
487                          */
488                         goto select_queue;
489                 } else if (inode->i_state & I_DIRTY) {
490                         /*
491                          * At least XFS will redirty the inode during the
492                          * writeback (delalloc) and on io completion (isize).
493                          */
494                         redirty_tail(inode);
495                 } else if (mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_DIRTY)) {
496                         /*
497                          * We didn't write back all the pages.  nfs_writepages()
498                          * sometimes bales out without doing anything. Redirty
499                          * the inode; Move it from b_io onto b_more_io/b_dirty.
500                          */
501                         /*
502                          * akpm: if the caller was the kupdate function we put
503                          * this inode at the head of b_dirty so it gets first
504                          * consideration.  Otherwise, move it to the tail, for
505                          * the reasons described there.  I'm not really sure
506                          * how much sense this makes.  Presumably I had a good
507                          * reasons for doing it this way, and I'd rather not
508                          * muck with it at present.
509                          */
510                         if (wbc->for_kupdate) {
511                                 /*
512                                  * For the kupdate function we move the inode
513                                  * to b_more_io so it will get more writeout as
514                                  * soon as the queue becomes uncongested.
515                                  */
516                                 inode->i_state |= I_DIRTY_PAGES;
517 select_queue:
518                                 if (wbc->nr_to_write <= 0) {
519                                         /*
520                                          * slice used up: queue for next turn
521                                          */
522                                         requeue_io(inode);
523                                 } else {
524                                         /*
525                                          * somehow blocked: retry later
526                                          */
527                                         redirty_tail(inode);
528                                 }
529                         } else {
530                                 /*
531                                  * Otherwise fully redirty the inode so that
532                                  * other inodes on this superblock will get some
533                                  * writeout.  Otherwise heavy writing to one
534                                  * file would indefinitely suspend writeout of
535                                  * all the other files.
536                                  */
537                                 inode->i_state |= I_DIRTY_PAGES;
538                                 redirty_tail(inode);
539                         }
540                 } else if (atomic_read(&inode->i_count)) {
541                         /*
542                          * The inode is clean, inuse
543                          */
544                         list_move(&inode->i_list, &inode_in_use);
545                 } else {
546                         /*
547                          * The inode is clean, unused
548                          */
549                         list_move(&inode->i_list, &inode_unused);
550                 }
551         }
552         inode_sync_complete(inode);
553         return ret;
554 }
555
556 static void unpin_sb_for_writeback(struct super_block **psb)
557 {
558         struct super_block *sb = *psb;
559
560         if (sb) {
561                 up_read(&sb->s_umount);
562                 put_super(sb);
563                 *psb = NULL;
564         }
565 }
566
567 /*
568  * For WB_SYNC_NONE writeback, the caller does not have the sb pinned
569  * before calling writeback. So make sure that we do pin it, so it doesn't
570  * go away while we are writing inodes from it.
571  *
572  * Returns 0 if the super was successfully pinned (or pinning wasn't needed),
573  * 1 if we failed.
574  */
575 static int pin_sb_for_writeback(struct writeback_control *wbc,
576                                 struct inode *inode, struct super_block **psb)
577 {
578         struct super_block *sb = inode->i_sb;
579
580         /*
581          * If this sb is already pinned, nothing more to do. If not and
582          * *psb is non-NULL, unpin the old one first
583          */
584         if (sb == *psb)
585                 return 0;
586         else if (*psb)
587                 unpin_sb_for_writeback(psb);
588
589         /*
590          * Caller must already hold the ref for this
591          */
592         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) {
593                 WARN_ON(!rwsem_is_locked(&sb->s_umount));
594                 return 0;
595         }
596
597         spin_lock(&sb_lock);
598         sb->s_count++;
599         if (down_read_trylock(&sb->s_umount)) {
600                 if (sb->s_root) {
601                         spin_unlock(&sb_lock);
602                         goto pinned;
603                 }
604                 /*
605                  * umounted, drop rwsem again and fall through to failure
606                  */
607                 up_read(&sb->s_umount);
608         }
609
610         sb->s_count--;
611         spin_unlock(&sb_lock);
612         return 1;
613 pinned:
614         *psb = sb;
615         return 0;
616 }
617
618 static void writeback_inodes_wb(struct bdi_writeback *wb,
619                                 struct writeback_control *wbc)
620 {
621         struct super_block *sb = wbc->sb, *pin_sb = NULL;
622         const unsigned long start = jiffies;    /* livelock avoidance */
623
624         spin_lock(&inode_lock);
625
626         if (!wbc->for_kupdate || list_empty(&wb->b_io))
627                 queue_io(wb, wbc->older_than_this);
628
629         while (!list_empty(&wb->b_io)) {
630                 struct inode *inode = list_entry(wb->b_io.prev,
631                                                 struct inode, i_list);
632                 long pages_skipped;
633
634                 /*
635                  * super block given and doesn't match, skip this inode
636                  */
637                 if (sb && sb != inode->i_sb) {
638                         redirty_tail(inode);
639                         continue;
640                 }
641
642                 if (inode->i_state & (I_NEW | I_WILL_FREE)) {
643                         requeue_io(inode);
644                         continue;
645                 }
646
647                 /*
648                  * Was this inode dirtied after sync_sb_inodes was called?
649                  * This keeps sync from extra jobs and livelock.
650                  */
651                 if (inode_dirtied_after(inode, start))
652                         break;
653
654                 if (pin_sb_for_writeback(wbc, inode, &pin_sb)) {
655                         requeue_io(inode);
656                         continue;
657                 }
658
659                 BUG_ON(inode->i_state & (I_FREEING | I_CLEAR));
660                 __iget(inode);
661                 pages_skipped = wbc->pages_skipped;
662                 writeback_single_inode(inode, wbc);
663                 if (wbc->pages_skipped != pages_skipped) {
664                         /*
665                          * writeback is not making progress due to locked
666                          * buffers.  Skip this inode for now.
667                          */
668                         redirty_tail(inode);
669                 }
670                 spin_unlock(&inode_lock);
671                 iput(inode);
672                 cond_resched();
673                 spin_lock(&inode_lock);
674                 if (wbc->nr_to_write <= 0) {
675                         wbc->more_io = 1;
676                         break;
677                 }
678                 if (!list_empty(&wb->b_more_io))
679                         wbc->more_io = 1;
680         }
681
682         unpin_sb_for_writeback(&pin_sb);
683
684         spin_unlock(&inode_lock);
685         /* Leave any unwritten inodes on b_io */
686 }
687
688 void writeback_inodes_wbc(struct writeback_control *wbc)
689 {
690         struct backing_dev_info *bdi = wbc->bdi;
691
692         writeback_inodes_wb(&bdi->wb, wbc);
693 }
694
695 /*
696  * The maximum number of pages to writeout in a single bdi flush/kupdate
697  * operation.  We do this so we don't hold I_SYNC against an inode for
698  * enormous amounts of time, which would block a userspace task which has
699  * been forced to throttle against that inode.  Also, the code reevaluates
700  * the dirty each time it has written this many pages.
701  */
702 #define MAX_WRITEBACK_PAGES     1024
703
704 static inline bool over_bground_thresh(void)
705 {
706         unsigned long background_thresh, dirty_thresh;
707
708         get_dirty_limits(&background_thresh, &dirty_thresh, NULL, NULL);
709
710         return (global_page_state(NR_FILE_DIRTY) +
711                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS) >= background_thresh);
712 }
713
714 /*
715  * Explicit flushing or periodic writeback of "old" data.
716  *
717  * Define "old": the first time one of an inode's pages is dirtied, we mark the
718  * dirtying-time in the inode's address_space.  So this periodic writeback code
719  * just walks the superblock inode list, writing back any inodes which are
720  * older than a specific point in time.
721  *
722  * Try to run once per dirty_writeback_interval.  But if a writeback event
723  * takes longer than a dirty_writeback_interval interval, then leave a
724  * one-second gap.
725  *
726  * older_than_this takes precedence over nr_to_write.  So we'll only write back
727  * all dirty pages if they are all attached to "old" mappings.
728  */
729 static long wb_writeback(struct bdi_writeback *wb,
730                          struct wb_writeback_args *args)
731 {
732         struct writeback_control wbc = {
733                 .bdi                    = wb->bdi,
734                 .sb                     = args->sb,
735                 .sync_mode              = args->sync_mode,
736                 .older_than_this        = NULL,
737                 .for_kupdate            = args->for_kupdate,
738                 .for_background         = args->for_background,
739                 .range_cyclic           = args->range_cyclic,
740         };
741         unsigned long oldest_jif;
742         long wrote = 0;
743         struct inode *inode;
744
745         if (wbc.for_kupdate) {
746                 wbc.older_than_this = &oldest_jif;
747                 oldest_jif = jiffies -
748                                 msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
749         }
750         if (!wbc.range_cyclic) {
751                 wbc.range_start = 0;
752                 wbc.range_end = LLONG_MAX;
753         }
754
755         for (;;) {
756                 /*
757                  * Stop writeback when nr_pages has been consumed
758                  */
759                 if (args->nr_pages <= 0)
760                         break;
761
762                 /*
763                  * For background writeout, stop when we are below the
764                  * background dirty threshold
765                  */
766                 if (args->for_background && !over_bground_thresh())
767                         break;
768
769                 wbc.more_io = 0;
770                 wbc.nr_to_write = MAX_WRITEBACK_PAGES;
771                 wbc.pages_skipped = 0;
772                 writeback_inodes_wb(wb, &wbc);
773                 args->nr_pages -= MAX_WRITEBACK_PAGES - wbc.nr_to_write;
774                 wrote += MAX_WRITEBACK_PAGES - wbc.nr_to_write;
775
776                 /*
777                  * If we consumed everything, see if we have more
778                  */
779                 if (wbc.nr_to_write <= 0)
780                         continue;
781                 /*
782                  * Didn't write everything and we don't have more IO, bail
783                  */
784                 if (!wbc.more_io)
785                         break;
786                 /*
787                  * Did we write something? Try for more
788                  */
789                 if (wbc.nr_to_write < MAX_WRITEBACK_PAGES)
790                         continue;
791                 /*
792                  * Nothing written. Wait for some inode to
793                  * become available for writeback. Otherwise
794                  * we'll just busyloop.
795                  */
796                 spin_lock(&inode_lock);
797                 if (!list_empty(&wb->b_more_io))  {
798                         inode = list_entry(wb->b_more_io.prev,
799                                                 struct inode, i_list);
800                         inode_wait_for_writeback(inode);
801                 }
802                 spin_unlock(&inode_lock);
803         }
804
805         return wrote;
806 }
807
808 /*
809  * Return the next bdi_work struct that hasn't been processed by this
810  * wb thread yet. ->seen is initially set for each thread that exists
811  * for this device, when a thread first notices a piece of work it
812  * clears its bit. Depending on writeback type, the thread will notify
813  * completion on either receiving the work (WB_SYNC_NONE) or after
814  * it is done (WB_SYNC_ALL).
815  */
816 static struct bdi_work *get_next_work_item(struct backing_dev_info *bdi,
817                                            struct bdi_writeback *wb)
818 {
819         struct bdi_work *work, *ret = NULL;
820
821         rcu_read_lock();
822
823         list_for_each_entry_rcu(work, &bdi->work_list, list) {
824                 if (!test_bit(wb->nr, &work->seen))
825                         continue;
826                 clear_bit(wb->nr, &work->seen);
827
828                 ret = work;
829                 break;
830         }
831
832         rcu_read_unlock();
833         return ret;
834 }
835
836 static long wb_check_old_data_flush(struct bdi_writeback *wb)
837 {
838         unsigned long expired;
839         long nr_pages;
840
841         expired = wb->last_old_flush +
842                         msecs_to_jiffies(dirty_writeback_interval * 10);
843         if (time_before(jiffies, expired))
844                 return 0;
845
846         wb->last_old_flush = jiffies;
847         nr_pages = global_page_state(NR_FILE_DIRTY) +
848                         global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS) +
849                         (inodes_stat.nr_inodes - inodes_stat.nr_unused);
850
851         if (nr_pages) {
852                 struct wb_writeback_args args = {
853                         .nr_pages       = nr_pages,
854                         .sync_mode      = WB_SYNC_NONE,
855                         .for_kupdate    = 1,
856                         .range_cyclic   = 1,
857                 };
858
859                 return wb_writeback(wb, &args);
860         }
861
862         return 0;
863 }
864
865 /*
866  * Retrieve work items and do the writeback they describe
867  */
868 long wb_do_writeback(struct bdi_writeback *wb, int force_wait)
869 {
870         struct backing_dev_info *bdi = wb->bdi;
871         struct bdi_work *work;
872         long wrote = 0;
873
874         while ((work = get_next_work_item(bdi, wb)) != NULL) {
875                 struct wb_writeback_args args = work->args;
876
877                 /*
878                  * Override sync mode, in case we must wait for completion
879                  */
880                 if (force_wait)
881                         work->args.sync_mode = args.sync_mode = WB_SYNC_ALL;
882
883                 /*
884                  * If this isn't a data integrity operation, just notify
885                  * that we have seen this work and we are now starting it.
886                  */
887                 if (args.sync_mode == WB_SYNC_NONE)
888                         wb_clear_pending(wb, work);
889
890                 wrote += wb_writeback(wb, &args);
891
892                 /*
893                  * This is a data integrity writeback, so only do the
894                  * notification when we have completed the work.
895                  */
896                 if (args.sync_mode == WB_SYNC_ALL)
897                         wb_clear_pending(wb, work);
898         }
899
900         /*
901          * Check for periodic writeback, kupdated() style
902          */
903         wrote += wb_check_old_data_flush(wb);
904
905         return wrote;
906 }
907
908 /*
909  * Handle writeback of dirty data for the device backed by this bdi. Also
910  * wakes up periodically and does kupdated style flushing.
911  */
912 int bdi_writeback_task(struct bdi_writeback *wb)
913 {
914         unsigned long last_active = jiffies;
915         unsigned long wait_jiffies = -1UL;
916         long pages_written;
917
918         while (!kthread_should_stop()) {
919                 pages_written = wb_do_writeback(wb, 0);
920
921                 if (pages_written)
922                         last_active = jiffies;
923                 else if (wait_jiffies != -1UL) {
924                         unsigned long max_idle;
925
926                         /*
927                          * Longest period of inactivity that we tolerate. If we
928                          * see dirty data again later, the task will get
929                          * recreated automatically.
930                          */
931                         max_idle = max(5UL * 60 * HZ, wait_jiffies);
932                         if (time_after(jiffies, max_idle + last_active))
933                                 break;
934                 }
935
936                 wait_jiffies = msecs_to_jiffies(dirty_writeback_interval * 10);
937                 schedule_timeout_interruptible(wait_jiffies);
938                 try_to_freeze();
939         }
940
941         return 0;
942 }
943
944 /*
945  * Schedule writeback for all backing devices. This does WB_SYNC_NONE
946  * writeback, for integrity writeback see bdi_sync_writeback().
947  */
948 static void bdi_writeback_all(struct super_block *sb, long nr_pages)
949 {
950         struct wb_writeback_args args = {
951                 .sb             = sb,
952                 .nr_pages       = nr_pages,
953                 .sync_mode      = WB_SYNC_NONE,
954         };
955         struct backing_dev_info *bdi;
956
957         rcu_read_lock();
958
959         list_for_each_entry_rcu(bdi, &bdi_list, bdi_list) {
960                 if (!bdi_has_dirty_io(bdi))
961                         continue;
962
963                 bdi_alloc_queue_work(bdi, &args);
964         }
965
966         rcu_read_unlock();
967 }
968
969 /*
970  * Start writeback of `nr_pages' pages.  If `nr_pages' is zero, write back
971  * the whole world.
972  */
973 void wakeup_flusher_threads(long nr_pages)
974 {
975         if (nr_pages == 0)
976                 nr_pages = global_page_state(NR_FILE_DIRTY) +
977                                 global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS);
978         bdi_writeback_all(NULL, nr_pages);
979 }
980
981 static noinline void block_dump___mark_inode_dirty(struct inode *inode)
982 {
983         if (inode->i_ino || strcmp(inode->i_sb->s_id, "bdev")) {
984                 struct dentry *dentry;
985                 const char *name = "?";
986
987                 dentry = d_find_alias(inode);
988                 if (dentry) {
989                         spin_lock(&dentry->d_lock);
990                         name = (const char *) dentry->d_name.name;
991                 }
992                 printk(KERN_DEBUG
993                        "%s(%d): dirtied inode %lu (%s) on %s\n",
994                        current->comm, task_pid_nr(current), inode->i_ino,
995                        name, inode->i_sb->s_id);
996                 if (dentry) {
997                         spin_unlock(&dentry->d_lock);
998                         dput(dentry);
999                 }
1000         }
1001 }
1002
1003 /**
1004  *      __mark_inode_dirty -    internal function
1005  *      @inode: inode to mark
1006  *      @flags: what kind of dirty (i.e. I_DIRTY_SYNC)
1007  *      Mark an inode as dirty. Callers should use mark_inode_dirty or
1008  *      mark_inode_dirty_sync.
1009  *
1010  * Put the inode on the super block's dirty list.
1011  *
1012  * CAREFUL! We mark it dirty unconditionally, but move it onto the
1013  * dirty list only if it is hashed or if it refers to a blockdev.
1014  * If it was not hashed, it will never be added to the dirty list
1015  * even if it is later hashed, as it will have been marked dirty already.
1016  *
1017  * In short, make sure you hash any inodes _before_ you start marking
1018  * them dirty.
1019  *
1020  * This function *must* be atomic for the I_DIRTY_PAGES case -
1021  * set_page_dirty() is called under spinlock in several places.
1022  *
1023  * Note that for blockdevs, inode->dirtied_when represents the dirtying time of
1024  * the block-special inode (/dev/hda1) itself.  And the ->dirtied_when field of
1025  * the kernel-internal blockdev inode represents the dirtying time of the
1026  * blockdev's pages.  This is why for I_DIRTY_PAGES we always use
1027  * page->mapping->host, so the page-dirtying time is recorded in the internal
1028  * blockdev inode.
1029  */
1030 void __mark_inode_dirty(struct inode *inode, int flags)
1031 {
1032         struct super_block *sb = inode->i_sb;
1033
1034         /*
1035          * Don't do this for I_DIRTY_PAGES - that doesn't actually
1036          * dirty the inode itself
1037          */
1038         if (flags & (I_DIRTY_SYNC | I_DIRTY_DATASYNC)) {
1039                 if (sb->s_op->dirty_inode)
1040                         sb->s_op->dirty_inode(inode);
1041         }
1042
1043         /*
1044          * make sure that changes are seen by all cpus before we test i_state
1045          * -- mikulas
1046          */
1047         smp_mb();
1048
1049         /* avoid the locking if we can */
1050         if ((inode->i_state & flags) == flags)
1051                 return;
1052
1053         if (unlikely(block_dump))
1054                 block_dump___mark_inode_dirty(inode);
1055
1056         spin_lock(&inode_lock);
1057         if ((inode->i_state & flags) != flags) {
1058                 const int was_dirty = inode->i_state & I_DIRTY;
1059
1060                 inode->i_state |= flags;
1061
1062                 /*
1063                  * If the inode is being synced, just update its dirty state.
1064                  * The unlocker will place the inode on the appropriate
1065                  * superblock list, based upon its state.
1066                  */
1067                 if (inode->i_state & I_SYNC)
1068                         goto out;
1069
1070                 /*
1071                  * Only add valid (hashed) inodes to the superblock's
1072                  * dirty list.  Add blockdev inodes as well.
1073                  */
1074                 if (!S_ISBLK(inode->i_mode)) {
1075                         if (hlist_unhashed(&inode->i_hash))
1076                                 goto out;
1077                 }
1078                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_CLEAR))
1079                         goto out;
1080
1081                 /*
1082                  * If the inode was already on b_dirty/b_io/b_more_io, don't
1083                  * reposition it (that would break b_dirty time-ordering).
1084                  */
1085                 if (!was_dirty) {
1086                         struct bdi_writeback *wb = &inode_to_bdi(inode)->wb;
1087                         struct backing_dev_info *bdi = wb->bdi;
1088
1089                         if (bdi_cap_writeback_dirty(bdi) &&
1090                             !test_bit(BDI_registered, &bdi->state)) {
1091                                 WARN_ON(1);
1092                                 printk(KERN_ERR "bdi-%s not registered\n",
1093                                                                 bdi->name);
1094                         }
1095
1096                         inode->dirtied_when = jiffies;
1097                         list_move(&inode->i_list, &wb->b_dirty);
1098                 }
1099         }
1100 out:
1101         spin_unlock(&inode_lock);
1102 }
1103 EXPORT_SYMBOL(__mark_inode_dirty);
1104
1105 /*
1106  * Write out a superblock's list of dirty inodes.  A wait will be performed
1107  * upon no inodes, all inodes or the final one, depending upon sync_mode.
1108  *
1109  * If older_than_this is non-NULL, then only write out inodes which
1110  * had their first dirtying at a time earlier than *older_than_this.
1111  *
1112  * If `bdi' is non-zero then we're being asked to writeback a specific queue.
1113  * This function assumes that the blockdev superblock's inodes are backed by
1114  * a variety of queues, so all inodes are searched.  For other superblocks,
1115  * assume that all inodes are backed by the same queue.
1116  *
1117  * The inodes to be written are parked on bdi->b_io.  They are moved back onto
1118  * bdi->b_dirty as they are selected for writing.  This way, none can be missed
1119  * on the writer throttling path, and we get decent balancing between many
1120  * throttled threads: we don't want them all piling up on inode_sync_wait.
1121  */
1122 static void wait_sb_inodes(struct super_block *sb)
1123 {
1124         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1125
1126         /*
1127          * We need to be protected against the filesystem going from
1128          * r/o to r/w or vice versa.
1129          */
1130         WARN_ON(!rwsem_is_locked(&sb->s_umount));
1131
1132         spin_lock(&inode_lock);
1133
1134         /*
1135          * Data integrity sync. Must wait for all pages under writeback,
1136          * because there may have been pages dirtied before our sync
1137          * call, but which had writeout started before we write it out.
1138          * In which case, the inode may not be on the dirty list, but
1139          * we still have to wait for that writeout.
1140          */
1141         list_for_each_entry(inode, &sb->s_inodes, i_sb_list) {
1142                 struct address_space *mapping;
1143
1144                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_CLEAR|I_WILL_FREE|I_NEW))
1145                         continue;
1146                 mapping = inode->i_mapping;
1147                 if (mapping->nrpages == 0)
1148                         continue;
1149                 __iget(inode);
1150                 spin_unlock(&inode_lock);
1151                 /*
1152                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have
1153                  * been removed from s_inodes list while we dropped the
1154                  * inode_lock.  We cannot iput the inode now as we can
1155                  * be holding the last reference and we cannot iput it
1156                  * under inode_lock. So we keep the reference and iput
1157                  * it later.
1158                  */
1159                 iput(old_inode);
1160                 old_inode = inode;
1161
1162                 filemap_fdatawait(mapping);
1163
1164                 cond_resched();
1165
1166                 spin_lock(&inode_lock);
1167         }
1168         spin_unlock(&inode_lock);
1169         iput(old_inode);
1170 }
1171
1172 /**
1173  * writeback_inodes_sb  -       writeback dirty inodes from given super_block
1174  * @sb: the superblock
1175  *
1176  * Start writeback on some inodes on this super_block. No guarantees are made
1177  * on how many (if any) will be written, and this function does not wait
1178  * for IO completion of submitted IO. The number of pages submitted is
1179  * returned.
1180  */
1181 void writeback_inodes_sb(struct super_block *sb)
1182 {
1183         unsigned long nr_dirty = global_page_state(NR_FILE_DIRTY);
1184         unsigned long nr_unstable = global_page_state(NR_UNSTABLE_NFS);
1185         long nr_to_write;
1186
1187         nr_to_write = nr_dirty + nr_unstable +
1188                         (inodes_stat.nr_inodes - inodes_stat.nr_unused);
1189
1190         bdi_start_writeback(sb->s_bdi, sb, nr_to_write);
1191 }
1192 EXPORT_SYMBOL(writeback_inodes_sb);
1193
1194 /**
1195  * writeback_inodes_sb_if_idle  -       start writeback if none underway
1196  * @sb: the superblock
1197  *
1198  * Invoke writeback_inodes_sb if no writeback is currently underway.
1199  * Returns 1 if writeback was started, 0 if not.
1200  */
1201 int writeback_inodes_sb_if_idle(struct super_block *sb)
1202 {
1203         if (!writeback_in_progress(sb->s_bdi)) {
1204                 writeback_inodes_sb(sb);
1205                 return 1;
1206         } else
1207                 return 0;
1208 }
1209 EXPORT_SYMBOL(writeback_inodes_sb_if_idle);
1210
1211 /**
1212  * sync_inodes_sb       -       sync sb inode pages
1213  * @sb: the superblock
1214  *
1215  * This function writes and waits on any dirty inode belonging to this
1216  * super_block. The number of pages synced is returned.
1217  */
1218 void sync_inodes_sb(struct super_block *sb)
1219 {
1220         bdi_sync_writeback(sb->s_bdi, sb);
1221         wait_sb_inodes(sb);
1222 }
1223 EXPORT_SYMBOL(sync_inodes_sb);
1224
1225 /**
1226  * write_inode_now      -       write an inode to disk
1227  * @inode: inode to write to disk
1228  * @sync: whether the write should be synchronous or not
1229  *
1230  * This function commits an inode to disk immediately if it is dirty. This is
1231  * primarily needed by knfsd.
1232  *
1233  * The caller must either have a ref on the inode or must have set I_WILL_FREE.
1234  */
1235 int write_inode_now(struct inode *inode, int sync)
1236 {
1237         int ret;
1238         struct writeback_control wbc = {
1239                 .nr_to_write = LONG_MAX,
1240                 .sync_mode = sync ? WB_SYNC_ALL : WB_SYNC_NONE,
1241                 .range_start = 0,
1242                 .range_end = LLONG_MAX,
1243         };
1244
1245         if (!mapping_cap_writeback_dirty(inode->i_mapping))
1246                 wbc.nr_to_write = 0;
1247
1248         might_sleep();
1249         spin_lock(&inode_lock);
1250         ret = writeback_single_inode(inode, &wbc);
1251         spin_unlock(&inode_lock);
1252         if (sync)
1253                 inode_sync_wait(inode);
1254         return ret;
1255 }
1256 EXPORT_SYMBOL(write_inode_now);
1257
1258 /**
1259  * sync_inode - write an inode and its pages to disk.
1260  * @inode: the inode to sync
1261  * @wbc: controls the writeback mode
1262  *
1263  * sync_inode() will write an inode and its pages to disk.  It will also
1264  * correctly update the inode on its superblock's dirty inode lists and will
1265  * update inode->i_state.
1266  *
1267  * The caller must have a ref on the inode.
1268  */
1269 int sync_inode(struct inode *inode, struct writeback_control *wbc)
1270 {
1271         int ret;
1272
1273         spin_lock(&inode_lock);
1274         ret = writeback_single_inode(inode, wbc);
1275         spin_unlock(&inode_lock);
1276         return ret;
1277 }
1278 EXPORT_SYMBOL(sync_inode);